建筑物理小抄终结版

1:声强,声压,声功率以及声强级,声压级,声功率级各自的定义和计算

声强:在声波传播过程中,每单位面积波阵面上通过的声功率成为声强,记为I,单位是瓦每平方米W/M2

声压:空气质点由于声波作用而产生震动时所引起的大气压力起伏称为声压,有两层意思,(1)瞬时声压,是指某时刻媒质中的压力超过静压力的值即压差;(2)有效声压,即在一段时间(几个周期)内,各瞬时值平方的算术平均值的平方根,不影响计算过程。记作P,单位牛顿每平方米N/M2或Pa

声功率:是指声源在单位时间内向外辐射的声音能量,记作W,单位瓦W

级:通常取一个物理量的两个数值之比的对数称为该物理量的“级”,其中被比的数值称为基准量或参考量。级无量纲。人为将其定为贝尔。

声强级:在某一指定方向上的给定声强与参考声强之比的以10为底的对数乘以10,以分贝计。

声压级:给定声压与参考声压之比的以10为底的对数乘以20,以分贝计

声功率级:给定声功率与参考声功率之比以10为底的对数乘以10,以分贝计。各种公式(声强I,声压P,声功率W)声功率与声强的关系I=W/4πr2

声压与声强的关系声强I=(P^2)/(ρ

c) 【P--有效声压,N/m2 ρ0--空气密度,kg/m3,一般为1.225kg/m3,c—空气中的声速,340m/s】

声强级:L1=10l g(I/I0) 【L1:声强级单位dB I:所研究声音的强度单位W/m2 I0:基准声强常量10-12 W/m2】

声压级:L P=20 l g(P/P0) 【L P:声压级单位dB P:所研究声音的声压单位N/m2 P0:基准声压常量2x10-5 N/m2 】

声功率级:L w=10 l g(W/W0) 【L w: 声功率级单位dB W:所研究声音的声功率单位W W0:基准声功率常量10-12W】

声压级的叠加:①用查表法②L

P1

=10 lg(10Lp/10-10Lp2/10) L p=10 lg(10Lp1/10+10Lp2/10+…10L pn/10)③L P1= L P+10 lg(1-10(Lp-L p2)/10) 【L p为叠加后的

声压级,L

P1

为叠加前的声压级】

相等的两个声压级叠加L P= L

P1

+3dB 多

个相等声源叠加L P= L

P1

+10 lgn

衰减:与声源的距离每增加一倍,点声源降低6bB 线声源降低3bB 面声源距离较近时无衰减较远时衰减3-6dB

2:吸声系数,透射系数,反射系数

吸声系数:材料的吸声系数是指被吸收的声能(或没有被表面反射的部分)与入射声能之比,用α表示

如果声音被全部吸收α=1,如果被部分吸收α<1。吸声量Sα=S*α,S----面积

透射系数::指在给定频率和条件下,经过分界面(墙或间壁等)的透射声能通量与入射声能通量之比。(τ)

反射系数:(γ)=1-τ

p+α+τ=1

3:听觉定位,哈斯效应,掩蔽效应,驻波,房间共振

听觉定位:依靠双耳听觉可以确定声源在空间的位置,称为声定位。人耳听觉定位是由双耳对声音感觉的时间差和强度差来判定的。通常对于高于1400Hz 的声音,主要由强度差其主要作用;而对于低于1400Hz的声音,主要由时间差起主要作用。人耳对声音的方向感强于远近感,对水平方向声音位置的变化的识别强于竖直方向。(水平方向:水平方位角0-60度范围内,正常人可辨别1-3度水平方位的变化。竖直方向:声源方位在10-15度以上才能辨别)

哈斯效应:如果到达人耳的两个声音的时间间隔小于50ms,那么就不会觉得声音是断续的。直达声到达后50ms以内到达的反射声在听觉上有加强直达声的作用,而直达声到达后50ms后到达的“强”反射声会使人感到声音出现了断续,好像出现了另外的声音源,产生“回声”现象。在音质设计中,要注意消除近似回声和明显回声现象,因此必须使反射声到达人耳的时间不迟于直达声50ms,直达声与反射声的声程差不能大于17m,故在厅堂的音质设计中,天花及反射板的高度一般不应超过8.5m,而两墙间的距离一般不超过17m 。例子:立体声影院环绕音响

掩蔽效应:一个声音的听阈因另一个掩蔽声音的存在而提高的现象称为听觉掩蔽,提高的数值称为掩蔽量。

掩蔽现象规律:①频率相近,掩蔽现象明显②声压级愈高,掩蔽量愈大。③低频声能有效掩蔽高频声,但高频声对低频声掩蔽作用不大。;4.一个声音低于另一个声音10dB后,其对另一个声音的掩蔽效应可忽略去。

驻波:驻波是驻定的声压起伏。当在传播方向遇到垂直的刚性反射面时,用声压表示的入射波在反射时没有振幅和相位的改变,入射波和反射波的相互干涉,形成了驻波。(在离反射面1/4波长奇数倍位置,反射与入射波的相位始终相反

且抵消,在离反射面半波长的整数倍时,

位相始终相同而叠加,形成驻波)。振幅

为零的点称为波节,振幅最大处称为波

谷。波节两侧的振动相位相反。相邻两

波节或波腹间的距离都是半个驻波波

长。在行波中能量随波的传播而不断向

前传递,其平均能流密度不为零;但驻

波的平均能流密度等于零,能量只能在

波节与波腹间来回运行。

房间共振:当声源发声时,常会激发这

个房间内的某些固有频率(或称简正频

率)的声音,即出现房间共振现象。

共振避免措施:①选择适当的房间长宽

高(比例取无理数)②房间做成不规则

形③室内表面吸声处理④房间容积不宜

太小。

4:纯音等响曲线:以1000HZ连续纯声

作基准,测听起来与他同样响的其他频

率的纯音的各自声压级构成的一条曲线

叫等响曲线。响度单位是“方”。横坐

标为各纯音的频率,纵坐标为达到各响

度水平所需的声压级(分贝)。

规律:1)人对低频声不敏感对高频声敏

感。人对1000HZ-4000HZ之间声音最为

敏感。

2)声音强度不同时人的听觉特性不同

(每条曲线不平行)

5:A声级

用声级计或用与此等效的测量仪器,经

过A计权特性测得的声压级为A声级,

记为LA,单位为分贝。

作用:修正以后的单频声压之和

6:什么是多孔吸声材料,共振吸声结

构?他们各自的吸声机理?影响多孔吸

声材料吸声性能的因素有哪些?共振吸

声结构的共振频率?

吸声材料和吸声构造根据吸声原理的不

同可分为3类

第一类为多孔吸声材料,:

这类材料曾经是以麻、棉、毛等有机纤

维材料为主,现在则大部分由玻璃棉、

岩棉等无机纤维材料代替;除了棉状的

以外,还可用适当的胶粘剂制成板状或

加工成毡,已经做到成品化。包括纤维

材料(包括有机纤维材料和无机纤维材

料),颗粒材料以及泡沫材料,金属材料。

第二类为共振吸声结构:包括单个共振

器,穿孔板共振吸声结构,薄膜共振吸

声结构和薄板共振吸声结构

第三类为特殊吸声结构,包括空间吸声

体,吸声尖劈等

多孔吸声材料定义:借自身的多孔性对

入射声能具有吸收作用的材料。这类材

料的物理结构特征是材料内部有大量

的、互相贯通的、向外敞开的微孔,即

材料具有一定的透气性。以吸收中高频

声波为主。

多孔吸声材料吸声机理:1)当声波入射

到多孔材料时,引起小孔或间隙中空气

的振动,2)由于摩擦和空气的黏滞阻力,

使空气质点的动能不断转化为热能,3)

此外小孔中空气与孔壁之间还不断发生

热交换,这些都使相当一部分声能转化

为热能而被吸收

多孔材料的吸声频响特性:中高频吸声

较大,低频吸声较小,没有串通孔的多

孔材料(如海绵)吸声性能较差。

影响多孔吸声材料吸声性能的因素:空

气阻流,孔隙率,材料的厚度,材料的

表现密度,材料背后的条件,饰面的影

响,声波的频率和入射条件,材料含湿

量,材料的结构因子,材料容重,安装

条件。

提高多孔吸声材料在中低频吸声能力的

措施有:①增加吸声材料厚度,按照中

低频范围所需要的吸声系数值来选择材

料厚度;②在吸声材料后附加空气层;

③使用薄膜或穿孔板饰面层。吸声材料

作用:吸声材料主要用于控制和调整室

内的混响时间,吸声材料消除回声,

以改善室内的听闻条件;用于降低喧闹

场所的噪声,以改善生活环境和劳动条

件(见吸声降噪);还广泛用于降低通风

空调管道的噪声。

共振吸声结构定义:吸收低中频。包括

单个共振器,穿孔板共振吸声结构,薄

膜共振吸声结构和薄板共振吸声结构

共振吸声结构吸声机理:不透气软质膜

状材料(如塑料薄膜或帆布等)或薄板,

与其背后的封闭空气层形成一个质量---

弹簧共振系统。当受到声波作用时,在

该系统共振频率附近具有最大的声吸

收。

薄板吸声机理:薄板吸声结构在声波作

用下发生振动时,由于板内部和木龙骨

之间出现摩擦损耗,使声能转变为机械

振动,最后转变为热能而起到吸声作用。

穿孔板的吸声机理:当薄壁与孔径比声

波小很多时,孔径处空气变形很小,起

质量块作用。类似于活塞,空腔中空气

起弹簧作用。

单个空腔共振器的吸声机理:颈口空气

柱与空腔相当于一个弹簧震动系统,有

固有的振动频率f,当入射声波与固有震

动频率相同时,空气柱共振并与孔径剧

烈摩擦使声能转变为热能。

共振吸声特性:在共振频率处有最大吸

声系数。

共振吸声提高措施:由于穿孔板结构一

般在其共振频率处有较大的吸声系数,

声音频率离共振频率越远,吸声系数迅

速下降。因此,要使穿孔板结构在很宽

的频率范围内有较大的吸声系数,可在

穿孔板背后填设多孔吸声材料作为底层

材料。如果在有底层多孔材料的情况下,

面层同时使用不同共振频率的穿孔板,

就可在很宽的频率范围内提高吸声系数

共振吸声结构的共振频率

共振频率:共振是指一个物理系统在特

定频率下,以最大振幅做振动的情形。

此一特定频率称之为共振频率。

不同吸声结构的共振频率公式各不相

同,公式各自抄上在第339到340页。

7:空间吸声体,帘幕等吸声的定义及原

空间吸声体:一种分散悬挂于建筑空间

上部,用以降低室内噪声或改善室内音

质的吸声构件。将多空吸声材料做成一

定形体,外加透气护面层吊挂在空中,

叫空间吸声体。

空间吸声体常用穿孔板(如金属板,网

板,织物等)做成各种形状的外壳,再

将玻璃棉等一类多孔吸声材料填入

空间吸声体优点:空间吸声体具有用料

少、重量轻、投资省、吸声效率高、布

置灵活、施工方便的特点。

空间吸声原理:空间吸声体与室内表面

上的吸声材料相比,在同样投影面积下,

空间吸声体具有较高的吸声效率。这是

由于空间吸声体具有更大的有效吸声面

积(包括空间吸声体的上顶面、下底面

和侧面);另外,由于声波在吸声体的上

顶面和建筑物顶面之间多次反射,从而

被多次吸收,使吸声量增加,提高了吸

声效率。通常以中、高频段吸声效率的

提高最为显著。

帘幕:吸声帘幕属于多孔有机纤维吸声

材料。当声波沿着这些孔隙进入材料内

部时,与材料产生的摩擦作用将声能转

化成热能,从而达到吸声的作用。

8:常用吸声材料应如何选择

选择吸声材料与吸声结构

布置吸声材料与结构

计算条件与安装条件一致

1吸声性能:频率2防火:不燃或阻燃

材料3防潮:游泳池(微穿孔或穿孔)4

护面层:防止材料外逸5结构与材料相

结合:穿孔板吸声材料空腔内填吸声材

料,穿孔率15%到20%

6还应考虑材料耐久性,力学强度,化

学性质和尺寸稳定性。

9:空气声隔声量、隔声指数。

空气声隔声量R R=(L P1—L P2)+10lg

(S/A)=D+10lg(S/A)

【R-空气隔声量单位dB L P1-声源室内

平均声压级L P2-接受室内平均声压级

S-试件面积等于测试洞口的面积单位

m2 A-接收室内的吸声量单位m2】

空气声隔声量定义:是声源室与接收室

的平均声压级差,再加上接受室吸声量

和被测试件面积的修正而得到的。指建

筑构件的传声损失,用R表示,单位(dB)

隔声指数:国际标准化组织(ISO)建议

采用单一值──隔声指数Ia来评价空气

声的隔声效果。标准曲线在100~400赫

间为每倍频带增加9分贝,400~1250

赫间为每倍频带增加3分贝,1250~

3150赫间平直。①低于标准曲线

的任何1/3倍频带的隔声量与标准曲线

的差值不得超过8分贝;②低于标准曲

线的各个1/3倍频带的隔声量与标准曲

线的差值总和不得超过32分贝。1/3倍

频带的中心频率为500赫所对应的隔声

量Ia即为隔声指数的读数。

10:各类不同墙板的(单层匀质墙板,

双层墙,轻质隔墙)等隔声性能及提高

隔声性能的措施?组合墙体空气声隔声

性能的计算。声桥的概念及处理措施。

单层匀质墙板:单层匀质密实墙是没有

孔隙传声,它通过墙体本身的振动。将

入射声能的一部分传播到墙体的另一侧

去。影响隔声的因素:单位面积质量(面

密度)、刚度、材料内阻尼、边界条件等。

而由质量定律得:墙体的隔声量在一定

的范围内取决于墙体单位面积的质量和

频率。

提高单层匀质墙板隔声性能的措施:采

用硬而厚的墙板来降低临界频率,用软

而薄的墙板提高临界频率,使之不出现

在人耳敏感的声频范围。

双层墙:空气层起着缓冲的弹性作用。

要把双层板材隔离开形成空气层,或在

空气层中加填吸声材料,或采用不同厚

度或劲度的板材使其具有不同的吻合频

率,以提高轻墙的隔声量。

。与单层墙相比,同样重量的双层墙有

较大的隔声量,或是达到同样的隔声量

而可以减轻结构的重量。

双层隔墙的构造特点:1)、两墙之间留

有空气层,2)、可在空气层中填多孔材

料。

双层墙提高隔声量的原理:空气层的弹

簧减振作用

隔声量的大小等于:双层墙两边密实墙

的隔声量加上空气层附加隔声量。

提高双层墙隔声性能的措施1)、增大空

气层的厚度(>7.5c m)2)、减少声桥,

即减少刚性连接。3)、避免共振:设计

时使f 0不落在主要声频范围。在空气层

中填多孔材料。4)、避免双层墙的吻合

效应:(1)、两层墙不等厚,(2)、两层

墙质量不同,(3)、两层墙不平行。

轻质隔墙:纸面石膏板、圆孔珍珠岩石

膏板和加气混凝土板。

提高轻质墙的隔声效果措施:1:如果两

层轻质墙体之间设空气层,且空气层的

厚度达75mm,对于大多数频带,隔声

量可增加8---10db2:以多孔材料填充轻

质墙体之间的空气层可以显著提高轻质

墙的隔声量3:轻质墙体的材料的层数,

填充材料的种类对隔声性能都有影响

组合墙体空气声隔声性能的计算

计算步骤(1)组合墙板的平均透射系数:

τ=(S w·τw+ S d·τd+ S c·τc+ …)/(S w+

S d+ S c+ …)S-面积τ-透射系数

(2)组合墙板的平均隔声量:R=10lg

(1/τ)

对于组合墙体的结论:1洞和逢对构件

隔声性能影响极大2组合墙隔声量主要

由门窗隔声性能决定3如门窗隔声音量

无法提高,则墙体隔声量不需做太高,

超出门窗10dB即可。

声锁:要使门具有较高的隔声能力,可设

置“声锁”,即在两道门之间的空间(门

斗)内布置强吸声材料。

声桥的概念及处理措施。声桥即双层墙

的空气层之间固体的刚性连接,应尽量

避免。若有声桥存在,将破坏空气层的

弹性层作用,使隔声量下降。

处理措施:减少钢性连接点数量,砖墙

基础分开;柔性支撑代替刚性连接。(弹

性连接,双墙分立)

11:影响门窗隔声性能的因素有哪些?

提高门窗隔声性能的措施有哪些

影响门窗隔声性能的因素:1:结构2:

缝隙(补充:玻璃窗的隔声性能不仅与

玻璃的厚度,层数,玻璃的间距有关,

还与玻璃窗的构造,窗扇的密封程度有

关)

提高门窗隔声性能的措施:提高门隔声

量的方法:1)使用面密度大的材料2)

使用多层复合结构3)处理好门缝4)设

置声闸(声锁)。

提高窗隔声量的方法:1:选择合适的窗

户形式(固定窗)2:提高玻璃隔声量,

最好是5mm以上的玻璃3:处理好缝隙

4:设置双层窗,间距在200mm以上最

好,两层玻璃不一样厚或一层倾斜,空

腔的周边需做吸声处理。

12:室内声压级计算,室内吸声降噪量

计算,室内空气声隔声计算(注意复习课

本390 391例题)

室内声压级计算公式:L p=L W+10lg(Q/4

πr2+4/R)【L p-室内与声源距离为r处的

声压级单位dB L W-声源的声功率级r-

接受点与声源的距离Q-通常无方向性

声源位于房间中心时等于1 R=Sα/(1-

α)其中S为室内总表面积α为平均吸

声系数】

室内吸声降噪量计算公式:△L P=10lg

(A2/A1)【△L P-室内两种吸声条件的混

响声声压级差值单位dB A1-室内原有

吸声量单位m2A2-室内增加吸声材料

后的总吸声量单位m2】

室内空气声隔声计算公式:R=(L P1—

L P2)+10lg(S/A)=D+10lg(S/A)

【R-空气隔声量单位dB L P1-声源室内

平均声压级L P2-接受室内平均声压级

S-试件面积等于测试洞口的面积单位

m2 A-接收室内的吸声量单位m2】

13:规范化撞击声压级,撞击声隔声指

数,楼板隔绝撞击声的措施有哪些

规范化撞击声压级:是指用标准撞击机

在楼板上撞击而在楼下接收室内测得的

平均声压级。称为撞击声压级。经以接

收室参考吸声量10m2修正后,则称为规

范化撞击声压级。

公式:L pn=L pi+10lgA/A O【L pn--规范化撞

击声压级dB,L pi—被测楼板被标准撞击

声撞击时,接受室测得的平均撞击声

dB,A—楼板下接受室的总吸声量M2,

A o—取10 M2】

撞击声隔声指数:

改善楼板隔绝撞击声的措施:1)、在承

重楼板上铺放弹性材料,有助于减弱所

受的撞击,对于改善楼板隔绝中、高频

撞击声的性能有显著的效用。2)、浮筑

构造:在楼板承重层与面层之间设置弹

性垫层,以减弱结构层的振动。还应注

意在楼板面层和墙体交接处设置相应的

隔离构造,以防墙体振动。3)、在承重

楼板下加设吊顶,对于改善楼板隔绝空

气噪音和撞击噪音的性能都有明显效

用。需要注意的是吊顶层不可以用带有

穿透的孔或缝的材料,以免噪声通过吊

顶直接投射;吊顶与周围墙壁之间不可

留有缝隙,以免漏声;在满足建筑结构

要求的前提下,承重楼板与吊顶的连接

点应尽量减少,悬吊点宜用弹性连接而

不是刚性连接。

14:混响时间的定义,两个计算公式,

混响时间计算,混响时间设计,不同类

型房间对混响时间不同的要求

混响时间的定义:在声源停止发声后,

声音自稳态声压级衰减60db所经历的

时间记做T60 单位S

两个计算公式

赛宾公式T60=

A

V

161

.0,【A -房间

的总吸声量A=S1α1+ S2α2+…+ Snα

n该公式只适用于平均吸声系数α<0.2

的情况】

伊林公式

T60=

mV

4

)

1

ln(

S

V

161

.0

+

-

【V-大厅容积S-大厅总表面积α--大

厅表面平均吸声系数α=(S1α1+ S2

α2+…+ Snαn )/(S1+ S2+…+ Sn )4m-

空气吸收系数】

在计算室内混响时间时,需将各种材料

在各个频带的无规则入射吸声系数代入

公式求出T60。通常取125,250,500,

1000,2000,4000Hz六个频带的吸声系

数。4mV为空气吸声单位。

不同类型房间对混响时间不同的要求?

语言声:50ms 音乐声:80ms

混响时间设计

设计步骤一选择混响时间及频谱(最佳

混响时间通过统计归纳而确定,是厅堂

在满场情况下较理想的混响时间):二

进行混响时间计算三选择布置装修材

料。

设计时间:当厅堂形状已基本确定,内

部装修材料尚未完全确定时。

设计结果:确定装修材料与布置方案。

不同类型房间对混响时间不同的要求:

音乐厅(浑厚丰满):混响时间长,低

频比中频略长,在实际工程中高频混响

略低于中频。在低频125hz附近可达到

中频500hz的1.2-1.5倍。歌剧院:混响

时间较长,比音乐厅短。演讲、话剧厅

(语言为主):混响时间短,频率特性应

当从低频到高频保持平直。多功能厅:

折中。

15:噪声评价指数,语言干扰级

噪声评价指数:简写为NR,这是国际

标准化组织ISO推荐的一组曲线,用于

评价噪声的可接受性以保护听力和保证

语言通信,避免噪声干扰P364

语言干扰级:这是评价噪声对语言掩蔽

影响的单值量,语言干扰级是取噪声在

倍频带中心频率500Hz,1000Hz,2000Hz

声压级的算术平均值,以SIL表示

16:城市区域环境噪声标准-

城市噪声来源广泛,包括交通噪声、工

厂噪声、施工噪声以及各种社会生活噪

声等。城市环境噪声控制问题涉及的范

围也非常广泛,包括:

(1)城市噪声管理与噪声控制法规通过

制定噪声控制法规来保证噪声标准的实

施。

(2)从城市规划、总体布局方面消除或减

轻噪声的影响,如:

1)控制城市人口;

2)建立合理的城市功能分区:

城市规划时,为了噪声控制,首先将机

场和重工业区布置在城市外边缘区域,

然后布置铁路、高速公路等,接着依次

可布置一般的中小型工业区、商业区和

居住区,并在中小型丁业区和商业区之

间布置城市环道,在商业区和居住区之

间设置开阔地带或绿化带,以进一步降

低噪声对居住区的影响。

(3)进行道路交通控制

道路交通噪声是城市环境噪声的主要来

源。控制办法主要有改善道路设施,加

强管理,如限制车速、限制重型车辆进

入市区的时间等,以及注意道路两侧建

筑的功能分区布置,必要时可设置隔声

屏障。

17:空气声隔声标准,撞击声隔声标准

空气声隔声标准

围护结构部位计权隔声量(dB)

一级二级三级

分户墙及楼板≥50 ≥45 ≥40

撞击声隔声标准

楼板部位计权标准化撞击声压级(dB)

一级二级三级

分户层间楼板≤65 ≤75

18:建筑布局中噪声控制措施

1)将要求安静的建筑物(房间)远离噪

声源;2)利用降噪要求低的建筑房间隔离

噪声源;3)将噪声源集中布置,且远离

安静要求高的区域;4)尽量避免房间之

间的干扰

19、室内音质设计的基本要求、步骤、

室内音质设计的内容?

室内音质设计基本要求:合适的响度,

文档相关推荐

精彩图文

热门文档

    最新文档